KR20200128557A - 기판의 휨 수정 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 휨 수정 장치 - Google Patents

기판의 휨 수정 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 휨 수정 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시에 따른 기판의 휨 수정 방법은, 기판의 표면에 대하여 처리를 행하지 않고, 기판의 휨을 수정한다. 이 기판의 휨 수정 방법은, 기판의 이면을 조면화 처리 가능하게 구성된 조면화 처리 장치를 이용하여, 기판의 이면에 대하여 조면화 처리를 행하고, 이면에 홈을 형성하여, 기판의 휨을 수정하는 조면화 공정을 포함한다.

Description

기판의 휨 수정 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 휨 수정 장치
(관련 출원의 상호 참조)
본원은 2018년 3월 12일에 일본국에 출원된 특허출원 2018-44218호에 기초하여, 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은 기판의 휨을 수정하는 휨 수정 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 기판 휨 수정 장치에 관한 것이다.
예를 들면 반도체 장치의 제조 공정에서는, 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라 함) 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막에 정해진 패턴을 노광하는 노광 처리, 노광 후에 레지스트막 내의 화학 반응을 촉진시키는 가열 처리(노광 후 베이크 처리), 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등을 순차 행하는 포토리소그래피 처리가 행해져, 웨이퍼 상에 정해진 레지스트 패턴이 형성된다. 그리고, 웨이퍼 상에 성막되어 있는 피처리막에 대하여, 상기 레지스트 패턴을 마스크로서, 에칭 처리가 행해지고, 이 후 레지스트막의 제거 처리 등이 행해져, 정해진 패턴의 피처리막이 형성된다. 상술한 바와 같은 레지스트 패턴의 형성 및 에칭 처리를 반복함으로써, 각각이 정해진 패턴을 가지는 다층의 박막이 웨이퍼 상에 형성된다.
그런데 웨이퍼에는, 성막 또는 에칭 등의 전처리의 영향에 의해 휨이 발생하고 있는 것이 있다. 웨이퍼에 휨이 발생하면, 웨이퍼의 가열 처리 시에 열판으로부터 웨이퍼에 열이 균일하게 전해지지 않는 경우, 또는 노광 처리 시에 정밀도 좋게 노광할 수 없는 경우가 있는 등 문제가 발생한다.
웨이퍼의 휨을 수정하는 방법으로서, 특허 문헌 1에는, 상 정반과 하 정반 사이에 배치된 캐리어로 웨이퍼를 지지하고, 상 정반(定盤), 하 정반 및 캐리어를 각각 구동 회전함으로써, 웨이퍼의 표면과 이면에 형성되어 있는 만곡부 및 돌출부를 제거 가공함으로써, 당해 웨이퍼의 휨을 수정하는 방법이 개시되어 있다.
일본국 55-141731호 공보
그러나, 웨이퍼의 표면에는 전술한 정해진 패턴의 피처리막이 형성되어 있기 때문에, 또는, 상기 피처리막을 형성하기 때문에, 특허 문헌 1과 같이 웨이퍼의 표면에 대하여 가공 처리를 행할 수는 없다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 표면에 대한 처리를 행하지 않고, 적절히 기판의 휨을 수정하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일태양은, 기판의 휨을 수정하는 휨 수정 방법으로서, 상기 기판의 이면을 조면화 처리 가능하게 구성된 조면화 처리 장치를 이용하여, 상기 기판의 이면에 대하여 상기 조면화 처리를 행하고, 상기 이면에 홈을 형성하여, 상기 기판의 휨을 수정하는 조면화 공정을 포함한다.
본 발명의 일태양에 따르면, 기판의 이면에만 처리를 행하고 있어, 기판의 표면에 대한 처리가 필요 없기 때문에, 기판의 표면에 영향을 주지 않고, 기판의 휨을 수정할 수 있다.
다른 관점에 따른 본 발명의 일태양은, 상술한 기판의 휨 수정 방법을 조면화 처리 장치에 의해 실행시키도록, 당해 조면화 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 독해 가능한 컴퓨터 기억 매체이다.
또 다른 관점에 따른 본 발명의 일태양은, 기판의 휨을 수정하는 휨 수정 장치로서, 상기 기판의 이면에 대하여 조면화 처리를 행하고, 상기 이면에 홈을 형성하여, 상기 기판의 휨을 수정하는 것으로, 상기 기판의 이면을 슬라이드 이동하여 처리를 행하기 위하여 연직축 둘레로 회전하는 슬라이드 이동 부재와, 상기 조면화 처리 시의 처리 조건으로서, 연마압, 상기 슬라이드 이동 부재의 회전 속도, 상기 슬라이드 이동 부재의 기판 이면과의 접촉면의 표면 거칠기, 처리 영역을, 상기 기판의 휨 상태를 나타내는 정보에 기초하여 결정하도록 구성된 제어부를 가진다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면에 대한 처리를 행하지 않고, 적절히 기판의 휨을 수정할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 조면화 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 조면화 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 조면화 처리 장치의 조면화 기구의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 조면화 기구의 평면도이다.
도 5는 조면화 처리 시의 조면화압과, 조면화 처리에 대한 웨이퍼의 휨의 변화와의 상관을 나타내는 도이다.
도 6은 웨이퍼의 중앙 영역을 조면화 처리한 경우의 웨이퍼의 휨의 변화량을 나타내는 도이다.
도 7은 웨이퍼의 외주 영역을 조면화 처리한 경우의 웨이퍼의 휨의 변화량을 나타내는 도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 웨이퍼의 휨 수정 방법의 수정 대상이 되는 웨이퍼의 일례의 설명도이다.
도 9는 제 2 실시 형태에 따른 웨이퍼의 휨 수정 방법의 수정 대상이 되는 웨이퍼의 설명도이다.
도 10은 제 2 실시 형태에 따른 웨이퍼의 휨 수정 방법의 수정 대상이 되는 웨이퍼의 다른 설명도이다.
도 11은 조면화 처리 시의 공전 속도와, 조면화 처리에 대한 웨이퍼의 휨의 변화와의 상관을 나타내는 도이다.
도 12는 조면화 처리 시의 숫돌의 입도와, 조면화 처리에 대한 웨이퍼의 휨의 변화와의 상관을 나타내는 도이다.
도 13은 제 2 실시 형태에 따른 웨이퍼의 휨 수정 방법의 수정 대상이 되는 웨이퍼의 다른 예의 설명도이다.
도 14는 제 2 실시 형태에 따른 웨이퍼의 휨 수정 방법의 수정 대상이 되는 웨이퍼의 다른 예의 설명도이다.
도 15는 외주 조면화 처리 개시 시의 공전축의 위치와, 조면화 처리에 대한 웨이퍼의 휨의 변화와의 상관을 나타내는 도이다.
도 16은 처리 조건 4에서의 외주 조면화 처리 후에 있어서의, 웨이퍼의 휨량의 면내 분포를 나타내는 도이다.
도 17은 처리 조건 2에서의 외주 조면화 처리 및 처리 조건 4에서의 외주 조면화 처리를 이 순으로 연속하여 행한 경우에 있어서의, 처리 후의 웨이퍼의 휨량의 면내 분포를 나타내는 도이다.
도 18은 본 실시 형태에 따른 조면화 처리 장치를 탑재한 도포 현상 처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 19는 도 14의 도포 현상 처리 시스템의 정면도이다.
도 20은 도 14의 도포 현상 처리 시스템의 배면도이다.
이하, 본 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼에 휨이 있으면 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명자는 예의 검토를 거듭한 결과, 웨이퍼의 이면 전면을 조면화 처리 가능하게 구성된 조면화 처리 장치에 의한 상기 조면화 처리와, 당해 조면화 처리에 대한 웨이퍼의 휨의 변화와의 사이에 상관을 찾아냈기 때문에, 상기 조면화 처리 장치를 이용하여 웨이퍼의 휨을 수정하는 것에 상도(想到)했다.
먼저, 본 실시의 형태에 따른 웨이퍼의 휨 수정 방법에 이용되는 조면화 처리 장치(요컨대 휨 수정 장치)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 각각, 조면화 처리 장치(휨 수정 장치)(100)의 구성의 개략을 나타내는 평면도 및 종단면도이다.
본 실시 형태의 조면화 처리 장치(100)에서 처리 대상으로 하는 웨이퍼는, 예를 들면 이면의 적어도 최표면이 실리콘층으로 형성되어 있는 원형 형상의 웨이퍼이다. 이면의 최표면이 실리콘층으로 형성되어 있는 웨이퍼는, 이면의 최표면이 질화 실리콘층 또는 산화 실리콘층 등 실리콘층보다 단단한 층으로 형성되어 있는 웨이퍼에 비해, 조면화 처리량에 대한 웨이퍼의 휨량의 변화가 크다.
조면화 처리 장치(100)는 웨이퍼(W)의 이면에 숫돌을 슬라이드 이동시켜, 환언하면, 웨이퍼(W)의 이면을 숫돌에 의해 연마하여, 상기 이면을 조면화한다.
또한, 이 조면화 처리 장치(100)는 상기의 조면화가 행해진 영역에 대하여, 세정액을 공급하고 또한 브러시에 의해 문질러, 조면화 처리에 의해 발생한 이물을 제거하는 세정 처리를 행할 수도 있다.
조면화 처리 장치(100)는 베이스체(110)와, 스핀 척(120)과, 컵(130)과, 조면화·세정 처리부(150)와, 세정부(170)와, 세정액으로서 순수를 공급하는 각종 노즐을 구비하고 있다.
베이스체(110)는 평면에서 봤을 때 장방형(長方形) 형상으로 형성되어 있고, 조면화 처리 장치(100)의 외부에 마련되는 도시하지 않는 반송 기구에 의해, 베이스체(110)의 전방측(도면의 X 방향 부측)으로부터 웨이퍼(W)가 조면화 처리 장치(100)로 반송된다. 베이스체(110)는 전후 방향(도면의 X 방향)을 긴 방향으로 하는 각형의 오목부(111)를 구비하고 있다. 이 오목부(111)의 전방측(도면의 X 방향 부측)에 스핀 척(120)이 마련되어 있다.
스핀 척(120)은 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부를 흡착하여, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 스핀 척(120)의 하방측은 샤프트(121)를 개재하여 회전 기구(122)에 접속되어 있고, 회전 기구(122)는 스핀 척(120)에 유지된 웨이퍼(W)가 연직축 둘레로 회전하도록, 당해 스핀 척(120)을 회전시킨다.
스핀 척(120)의 주위에는, 수직인 3 개의 지지 핀(123)이 배치되어 있다. 지지 핀(123)은 승강 기구(124)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있고, 상기의 반송 기구와 ‘제 2 유지부'인 스핀 척(120) 및 후술하는 ‘제 1 유지부'인 고정 척(135)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다.
또한, 스핀 척(120), 회전 기구(122), 지지 핀(123) 및 승강 기구(124)를 둘러싸도록, 베이스체(110)의 저부로부터 상방을 향해 연장되는 원통 형상의 에어 나이프(125)가 마련되어 있다. 에어 나이프(125)의 상단면은, 내방을 향해 경사지는 경사면으로 형성되어 있다. 당해 경사면에는 상방을 향해 예를 들면 에어를 토출하는 토출구(126)가 마련되어 있다. 스핀 척(120)에 웨이퍼(W)의 이면이 흡착 유지될 때에 에어 나이프(125)의 상단은 웨이퍼(W)의 이면에 근접하여, 토출구(126)로부터 에어가 토출됨으로써, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부에 세정액이 부착하는 것을 방지한다. 또한, 토출구(126)로부터 에어가 토출됨으로써, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 건조시킬 수 있다.
또한, 베이스체(110)의 오목부(111)의 저부에는, 웨이퍼(W)로부터 오목부(111) 내에 낙하한 폐액을 배출하기 위한 배액구(127)가 마련되어 있다. 배액구(127)보다 에어 나이프(125)쪽의 위치에는, 오목부(111) 내를 배기하는 배기관(128)이 마련되어 있다. 웨이퍼(W)의 처리 중에는 당해 배기관(128)으로부터의 배기가 행해짐으로써, 웨이퍼(W)로부터 비산한 세정액 및 조면화 처리 시에 발생한 웨이퍼(W)의 연삭 찌꺼기가, 오목부(111)의 외측으로 비산하는 것이 억제된다.
또한, 배기관(128)의 개구 부분을 덮는 플랜지(129)가 에어 나이프(125)에 마련되어 있다. 이 플랜지(129)에 의해, 폐액이 배기관(128)에 유입되는 것이 억제된다.
컵(130)은 처리 중에 웨이퍼(W)를 둘러싸, 웨이퍼(W)로부터 폐액이 비산하는 것을 억제한다. 이 컵(130)은 에어 나이프(125)를 둘러싸도록, 상단부가 내방으로 돌출된 원통 형상으로 형성되어 있다. 컵(130)의 좌우(도면의 Y 방향의 양단)의 외벽으로부터는 각각 지지부(131)가, 오목부(111)의 외연 위를 향해 연장되어 있어, 베이스체(110)에 마련되는 수평 이동 기구(132)에 접속되어 있다. 수평 이동 기구(132)에 의해 컵(130)은 오목부(111) 내를 전후 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 수평 이동 기구(132)의 하방에는 승강 기구(133)가 마련되어 있고, 승강 기구(133)에 의해 수평 이동 기구(32) 즉 컵(130)은 승강할 수 있다.
컵(130)에는 스핀 척(120)을 좌우(도면의 Y 방향의 양측)로부터 사이에 두고 또한 동시에 전후 방향(도면의 X 방향)으로 연신된 2 개의 교부(橋部)(134)가 마련되어 있다. 교부(134)에는 고정 척(135)이 마련되어 있다. 이 고정 척(135)은 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부의 외측 영역을 흡착하여, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 고정 척(135)은 웨이퍼(W)의 이면 중앙부 등을 처리할 때에 이용된다. 또한, 스핀 척(120)은 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부보다 외측의 영역 등을 처리할 때에 이용된다.
또한, 컵(130)의 전방측(도면의 X 방향 부측)에는 주단부 세정 노즐(136)이 마련되고, 후방측(도면의 X 방향 정측)에는 이면 세정 노즐(137)이 마련되어 있다. 주단부 세정 노즐(136)은 웨이퍼(W)가 스핀 척(120)에 유지되어 있을 때에 웨이퍼(W)의 이면의 주단부를 향해 순수를 토출한다. 이면 세정 노즐(137)은 웨이퍼(W)가 고정 척(135)에 유지되어 있을 때에 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부를 향해 순수를 토출하고, 웨이퍼(W)가 스핀 척(120)에 유지되어 있을 때에 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부보다 외측의 영역에 순수를 토출한다.
컵(130)의 수평 이동 기구(132)의 좌측(도면의 Y 방향 부측)에는 승강 기구(138)를 전후 방향(도면의 X 방향)으로 이동하는 이동 기구(139)가 마련되어 있다.
승강 기구(138)에는 당해 승강 기구(138)에 의해 승강 가능한 암(140)이 우측(도면의 Y 방향 정측)으로 연장되도록 마련되어 있다. 암(140)의 선단에는, 스핀 척(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면의 중심부에 순수를 토출하는 표면 세정 노즐(141)이 마련되어 있다.
또한, 표면 세정 노즐(141)의 대기부(142)가, 베이스체(110)에 있어서의 오목부(111)보다 후방측(도면의 X 방향 정측)에 마련되어 있다.
이어서, 조면화·세정 처리부(150)에 대하여 설명한다. 조면화·세정 처리부(150)는 수평 이동 기구(151), 회전 기구(152), 승강 기구(153, 154), 조면화 기구(155) 및 세정 기구(156)에 의해 구성되어 있다. 수평 이동 기구(151)는 오목부(111) 내를 전후 방향(도면의 X 방향)으로 연장되도록 마련되어 있다. 회전 기구(152)는 수평 이동 기구(151)에 의해, 오목부(111) 내의 후단부(도면의 X 방향 정측 단부)로부터 에어 나이프(125)의 앞에 이르기까지, 전후 방향(도면의 X 방향)으로 이동할 수 있다.
또한, 회전 기구(152)의 상부측은, 수평인 원형의 스테이지로서 구성되고, 이 스테이지는 그 연직인 중심축 둘레로 회전할 수 있다. 이 회전 기구(152)의 스테이지 상에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 승강 기구(153, 154)가 마련되어 있다. 승강 기구(153) 상에는 조면화 기구(155)가, 당해 승강 기구(153)에 의해 승강 가능하게 마련되고, 승강 기구(154) 상에는 세정 기구(156)가, 당해 승강 기구(154)에 의해 승강 가능하게 마련되어 있다. 이 승강 기구(153, 154)에 의한 승강, 수평 이동 기구(151)에 의한 수평 이동 및 회전 기구(152)에 의한 회전의 협동에 의해, 조면화 기구(155) 및 세정 기구(156)는 컵(130)의 내측과 컵(130)의 외측과의 사이를 이동할 수 있다. 이 수평 이동 기구(151), 상기의 컵(130)이 접속되는 수평 이동 기구(132) 및 스핀 척(120)을 회전시키는 회전 기구(122)는, 본 발명에 따른 '상대 이동 기구'를 구성한다.
도 3은 조면화 기구(155)의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
조면화 기구(155)는 도 3에 나타내는 바와 같이 숫돌(157), 지지판(158), 공전판(159) 및 공전 기구인 구동 유닛(160)을 구비하고 있다. 지지판(158)은 수평인 원판이며, 예를 들면 그 주연부 상에 상기의 숫돌(157)이 당해 지지판(158)의 둘레 방향에 따라 6 개, 등간격으로 배치되어 있다(도 1 참조). 또한, 지지판(158)에 숫돌(157)이 마련된 것이 '슬라이드 이동 부재'에 상당한다. 숫돌(157)은 예를 들면 입도(번수)가 60000 번인 다이아몬드 숫돌로, 수평인 원판 상에 형성되어, 웨이퍼(W)의 이면을 찰과함으로써 당해 웨이퍼(W)의 이면을 조면화한다. 또한, 지지판(158)의 이면의 중심부에는 수직인 제 1 자전용 샤프트(601)가 마련되어 있다.
또한, 공전판(159)은 수평인 원판이며, 지지판(158)의 하방에 마련되어 있다. 이 공전판(159)은 지지부(602)가 마련되어 있고, 이 지지부(602)에 의해 제 1 자전용 샤프트(601)를 당해 공전판(159) 상에 지지한다. 지지부(602)는 제 1 자전용 샤프트(601)를, 수직축(P1) 둘레로 회전 가능하게 지지하기 위한 축받이(603)를 구비하고 있다. 또한, 제 1 자전용 샤프트(601)에는, 수직축(P1)을 회전축으로서 회전하는 기어(604)가 마련되어 있다.
공전판(159)의 하방에 구동 유닛(160)을 구성하는 박스(605)가 마련되어 있다. 공전판(159)의 중심부로부터는, 박스(605) 내를 향해 수직인 공전용 원통(606)이 연장되고, 공전판(159)은 베어링(607)에 의해 박스(605)에 대하여, 수직축(P2) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 공전용 원통(606)의 하단부는 박스(605) 내에 위치하고, 수직축(P2)을 회전축으로서 회전하는 기어(608)로서 구성되어 있다.
또한, 상기의 공전용 원통(606)을 관통하는 수직인 제 2 자전용 샤프트(609)가 마련되어 있다. 제 2 자전용 샤프트(609)의 상단부는 기어(610)로서 구성되고, 제 1 자전용 샤프트(601)의 기어(604)와 맞물려 있다. 제 2 자전용 샤프트(609)의 하단부는 기어(611)로서 구성되어 있다. 이들 제 2 자전용 샤프트(609), 기어(610, 611)는 수직축(P2)을 회전축으로서 회전한다. 또한, 공전용 원통(606)에는, 제 2 자전용 샤프트(609)를 당해 공전용 원통(606)에 대하여 회전 가능하게 지지하는 축받이(612)가 마련되어 있다.
박스(605) 내에는 구동 유닛(160)을 구성하는 자전용 모터(161) 및 공전용 모터(162)가 마련되어 있고, 자전용 모터(161)에 마련되는 기어(613)에 자전용 샤프트(609)의 기어(611)가, 공전용 모터(162)에 마련되는 기어(614)에 공전용 원통(606)에 마련되는 기어(608)가 각각 맞물려 있다. 이러한 구성에 의해, 자전용 모터(161)에 의해 지지판(158)이, 공전용 모터(162)에 의해 공전판(159)이 서로 독립하여 회전한다. 따라서, 지지판(158)은 수직축(P1) 둘레로 자전하고 또한 수직축(P2) 둘레로 공전할 수 있으므로, 수직축(P1)을 자전축, 수직축(P2)을 공전축으로서 각각 기재하는 경우가 있다.
도 4는 조면화 기구(155)의 상면도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 지지판(158)의 직경(R1)은 지지판(158)의 공전 반경(R2)보다 크다. 웨이퍼(W)의 이면의 조면화 처리는, 예를 들면 숫돌(157)이 웨이퍼(W)의 이면에 접하면서, 지지판(158)이 자전축(P1) 둘레로 자전하고 또한 반복하여 공전축(P2) 둘레로 공전함으로써, 당해 숫돌(157)이 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 슬라이드 이동하여 행해진다.
웨이퍼(W)의 이면의 중앙부의 조면화 처리는, 웨이퍼(W)를 고정 척(135)에 의해 정지한 상태로 유지하여, 상술한 바와 같이, 지지판(158)을 자전 및 공전시킴으로써 행할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부 이외의 조면화 처리는, 예를 들면 웨이퍼(W)를 스핀 척(120)에 의해 회전시키면서 유지하고, 상술한 바와 같이, 지지판(158)을 자전 및 공전시킴으로써 행할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 이면의 조면화 처리 시에, 반드시, 지지판(158)의 자전과 공전의 양방을 행할 필요는 없으며, 자전만 또는 공전만이 행해지는 경우도 있다.
상기와 같이 R1, R2가 설정됨으로써 지지판(158)의 공전 궤도의 외연보다 내측에 있어서의 모든 영역을 숫돌(157)이 통과하기 때문에, 웨이퍼(W)가 정지하고 있어도 지지판(158)의 공전 궤도를 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부에 중첩되도록 배치함으로써, 당해 이면의 중앙부 전체의 조면화 처리를 행할 수 있다.
세정 기구(156)는 조면화 기구(155)의 구성과 대략 동일하며, 지지판(158)에 숫돌(157) 대신에 원형의 브러시(163)가 마련되어 있는 점에서 상이하다. 브러시(163)는 웨이퍼(W)의 이면을 찰과함으로써, 조면화 처리에 의해 발생하여, 웨이퍼(W)의 이면에 부착한 파티클을 제거한다.
도 1 및 도 2의 설명으로 돌아온다.
세정부(170)는 베이스체(110)의 오목부(111) 내의 후방측(도면의 X 방향 정측)에 마련되어 있고, 숫돌 세정부(171) 및 브러시 세정부(172)를 가진다. 숫돌 세정부(171)는 예를 들면 다이아몬드로 구성되는 미도시의 드레서가 마련되어 있어, 숫돌(157)의 드레싱을 행하고, 숫돌(157)에 메워진 연삭 찌꺼기를 제거하고 또한 숫돌(157)의 눈의 돌출을 행한다. 브러시 세정부(172)는 브러시(163)의 세정을 행한다.
또한, 조면화 처리 장치(100)는 미도시의 순수 공급원을 가지고 있으며, 이 순수 공급원으로부터, 주단부 세정 노즐(136), 이면 세정 노즐(137), 표면 세정 노즐(141) 등에 각각 독립하여 순수를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 조면화 처리 장치(100)는 당해 조면화 처리 장치(100)의 제어를 행하는 제어부(180)를 가지고 있다.
제어부(180)는 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 조면화 처리 장치(100)의 각 부의 동작을 제어하여, 조면화 처리 장치(100)에 의한 웨이퍼(W)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 상기 프로그램은, 예를 들면 조면화 처리 장치(100)의 지지판(158) 및 숫돌(157)로 이루어지는 슬라이드 이동 부재에 관한 구동 기구(수평 이동 기구(151), 회전 기구(152), 승강 기구(15), 수평 이동 기구, 회전 기구(122))를, 웨이퍼(W)의 휨 상태를 나타내는 정보에 기초하여 제어하고, 웨이퍼(W)의 휨을 수정하는 처리를 제어하는 프로그램을 포함한다. 또한, 상기 프로그램은 예를 들면 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체로부터 제어부(180)에 인스톨된 것이어도 된다.
상술한 조면화 처리 장치(100)에서는, 지지판(158) 및 숫돌(157)이 자전하면서 공전하거나, 웨이퍼(W)가 회전되고 있는 상태에서 지지판(158) 및 숫돌(157)이 자전하거나 공전한다. 즉, 조면화 처리 장치(100)에 의한 조면화 처리에서는 숫돌(157)에 의해 웨이퍼(W)의 이면이 모든 방향으로부터 찰과되기 때문에, 웨이퍼(W)의 이면에는 무수한 미소의 침 형상의 돌기가 형성된다. 상기 조면화 처리에 의해 형성되는 미소한 침 형상의 돌기의 선단으로부터 기단까지의 높이는 예를 들면 50 nm 이하이다.
상술한 바와 같은 조면화 처리 장치(100)는, 웨이퍼(W)의 이면 전면에 상기 미소한 침 형상 돌기를 형성하여, 당해 이면을 균등하게 조면화하기 위한 것이지만, 본 실시 형태에 따른 웨이퍼(W)의 휨 수정 방법에서는, 이 조면화 처리 장치(100)를 이용하여, 상기 미소한 침 형상 돌기를 웨이퍼(W)의 이면의 일부에 형성하여, 당해 일부를 조면화하는 경우가 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명자는, 웨이퍼(W)의 이면 전면을 조면화 가능하게 구성된 조면화 처리 장치(100)와 같은 장치에 의한 조면화 처리와, 당해 조면화 처리에 대한 웨이퍼의 휨의 변화와의 사이에 상관을 찾아냈기 때문에, 상기 조면화 처리 장치(100)에서 조면화 처리를 행함으로써 웨이퍼(W)의 휨을 수정하는 것에 상도했다.
도 5는 조면화 처리 시의 조면화압(연마압), 즉, 숫돌(157)을 웨이퍼(W)에 누르는 압력과, 조면화 처리에 대한 웨이퍼(W)의 휨의 변화와의 사이에 상관이 있는 것을 나타내는 도이다.
본 발명자는, 중심 조면화 처리 및 외주 조면화 처리를, 양 처리 시의 조면화압을 웨이퍼(W)마다 상이하게 하여, 복수의 평탄한 웨이퍼(W)에 행하고, 또한 양 처리 전의 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨과, 양 처리 후의 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨을 측정했다. 또한, 이용한 웨이퍼(W)의 직경은 300 mm 이다. 도 4에는 중심 조면화 처리 시 및 외주 조면화 처리 시의 조면화압과, 양 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량과의 관계가 나타나 있다.
도 5의 횡축은, 중심 조면화 처리 시 및 외주 조면화 처리 시에서 공통의 조면화압을 나타내며, 종축은, 양 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량으로서 각 웨이퍼(W) 내에서 최대의 것을 나타낸다. 또한, 상기 양 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량이 큰 것일수록, 웨이퍼(W)의 이면측으로의 휨이 보다 커진 것을 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 '중심 조면화 처리'란, 공전축(P2)을 웨이퍼(W)의 중심과 일치시키고 또한 웨이퍼(W)를 고정 척(135)에 의해 흡착 유지한 상태로 정지시켜, 숫돌(157)을 웨이퍼(W)의 이면에 접촉시키고, 당해 숫돌(157)을 지지하는 지지판(158)을 자전축(P1) 둘레로 자전시키고 또한 공전축(P2) 둘레로 공전시켜, 웨이퍼(W)의 이면에 숫돌(157)을 슬라이드 이동시킴으로써 행하는 처리를 말한다.
또한, 본 명세서에서 '외주 조면화 처리'란, 중심 조면화 처리로 처리되는 영역보다 외측의 영역을 적어도 포함하는 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 영역을 처리 대상으로 하는 것으로, 웨이퍼(W)를 스핀 척(120)에 의해 회전시키면서 흡착 유지하고, 숫돌(157)을 웨이퍼(W)의 이면에 접촉시키면서, 지지판(158)을 자전시키지 않고 공전시킴으로써 행하는 처리를 말한다.
또한 본 명세서에서 '평탄한 웨이퍼(W)'란, 웨이퍼(W)의 휨이 당해 웨이퍼(W)의 전면에 있어 ±10μm의 범위에 들어가 있는 것을 말한다.
또한, 도 5의 상관을 얻었을 때의, 조면화압 이외의 각 처리 조건은 이하와 같다. 중심 조면화 처리 시의 지지판(158)의 자전 회전 속도, 공전 회전 속도는 각각, 1 rpm, 200 rpm이며, 외주 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 회전 속도, 웨이퍼 회전 속도는 각각, 1,600 rpm이었다.
조면화 처리 시의 조면화압을 웨이퍼(W)마다 상이하게 한 경우, 도시는 생략하지만, 모든 웨이퍼(W)에 있어서, 조면화 처리 후의 웨이퍼(W)의 형상은, 웨이퍼(W)의 이면측으로 오목한 오목 형상으로 되어 있고, 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량이 가장 큰 영역은 웨이퍼(W)의 중심 부근이었다.
또한 도 5에 나타내는 바와 같이, 조면화 처리 시의 조면화압과, 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 최대 변화량과의 사이에는, 상기 조면화압이 커지면 상기 최대 변화량이 증가하는 상관 관계에 있다.
이것으로부터 조면화 처리 장치(100)를 이용한 조면화 처리 시의 조면화압과 이면측으로 오목한 방향으로의 웨이퍼(W)의 휨의 변화량에 상관이 있는 것은 명백하다.
또한, 조면화압의 제어는 승강 기구(153)를 개재하여 행할 수 있다.
도 6은 웨이퍼(W)의 중앙 영역을 조면화 처리한 경우의, 웨이퍼(W)의 휨의 변화량을 나타내는 도이며, 도 7은 웨이퍼(W)의 외주 영역을 조면화 처리한 경우의 웨이퍼(W)의 휨의 변화량을 나타내는 도이다.
또한, 도 6 및 도 7의 결과를 얻기 위하여, 직경이 300 mm인 웨이퍼(W)를 이용했다. 또한, 도 6의 결과를 얻을 시의 조면화 처리 영역은, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 50 mm의 원형 영역이며, 도 7의 조면화 처리 영역은, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 100 mm의 부분과 웨이퍼(W)의 외주 단부로 둘러싸이는 원환 형상 영역이었다.
도 6 및 도 7의 종축은 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량을 나타내며, 웨이퍼(W)가 이면측으로 오목한 방향으로 휨량이 변화했을 때는 값이 음이 된다. 또한, 도 6 및 도 7의 횡축은 상기 변화량이 각각 측정된 부분의 위치를 나타내며, 웨이퍼의 중심을 기준점으로 하고 있다.
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 조면화 처리를 행한 영역은, 도 6에 있어서의 웨이퍼(W)의 중심으로부터 120 mm 이상 먼 영역을 제외하고, 조면화 처리를 행함으로써, 웨이퍼(W)의 이면측으로 오목하다.
이것으로부터, 조면화 처리가 행해진 영역은, 당해 영역의 웨이퍼(W) 내에서의 위치에 관계없이, 환언하면, 웨이퍼(W)의 중심 영역인지, 웨이퍼(W)의 주연 영역인지에 관계없이, 웨이퍼(W)의 이면측으로 오목한 것을 알 수 있다.
이와 같이 오목한 것과, 상술한 바와 같이, 조면화 처리 장치(100)를 이용한 조면화 처리 시의 조면화압과, 조면화 처리에 의한 이면측으로 오목한 방향으로의 웨이퍼(W)의 휨의 변화량에 상관이 있는 점에서, 본 실시 형태에 따른, 조면화 처리 장치(100)를 이용한 웨이퍼(W)의 휨 수정 방법에서는 이하와 같이 웨이퍼(W)의 처리를 행한다.
[제 1 실시 형태]
도 8은 본 실시 형태의 웨이퍼 처리의 대상이 되는 웨이퍼(W)의 설명도이다. 종축은 조면화 처리 전의 웨이퍼(W)의 각 영역에 있어서의 당해 영역의 기준면으로부터의 거리 즉 휨량을 나타내며, 웨이퍼(W)가 기준면보다 표면측에 위치하는 영역에서는 당해 영역의 값은 양이 된다. 또한, 도면의 횡축은 상기 영역 각각의 위치를 나타내며, 웨이퍼(W)의 중심을 기준점으로 하고 있다.
처리 대상의 웨이퍼(W)가, 도 8에 나타내는 바와 같이, 단면으로 봤을 때 역U자 형상이며 그 중심이 표면측으로 가장 돌출된 형상을 가지는 웨이퍼(W)라고 판명하고 있는 경우, 본 실시 형태에 따른 휨 수정 방법에서는, 예를 들면 이하와 같은 웨이퍼(W)의 처리를 행한다.
(휨량 취득)
조면화 처리 장치(100)의 제어부(180)는, 예를 들면 미도시의 기억부에 미리 기억된 처리 대상의 웨이퍼(W)에 이러한 휨량의 정보를 추출하여 취득한다. 당해 휨량은, 예를 들면 처리 대상의 웨이퍼(W)에 따른 가장 표면측으로 돌출된 부분의 휨량이며, 또한, 처리 대상의 웨이퍼(W)에 따른 표면측으로 돌출된 부분의 휨량의 평균치여도 된다. 또한 본 예에서는, 휨량의 정보는 미리 기억되어 있는 것으로 했지만, 조면화 처리 장치(100)의 내부 또는 외부에서 거리 센서 등을 이용하여 웨이퍼(W)의 휨량을 실제로 계측하고, 계측한 결과를 이용하도록 해도 된다.
(조면화압 결정)
제어부(180)는 취득한 상기 휨량의 정보에 기초하여, 웨이퍼(W)의 조면화 처리 시의 조면화압을 결정한다. 조면화압의 결정 방법으로서는, 예를 들면 휨량을 변수로 한 조면화압의 계산식을 이용하여, 상기 취득한 휨량의 정보에 기초하여, 조면화압을 산출하고, 이 산출된 조면화압을, 조면화 처리 시의 조면화압으로 결정하는 방법이 있다. 또한 상기 결정 방법의 다른 예로서는, 휨량과 조면화압과의 대응 테이블을 미도시의 기억부에 기억해 두고, 이 대응 테이블을 이용하여 결정하는 방법이 있다.
또한, 상술한 휨량 취득 공정 및 조면화압 결정 공정은, 후술하는 웨이퍼 반송 공정의 전에 행해지도록 해도 되고, 후에 행해지도록 해도 되며, 병행하여 행해지도록 해도 된다.
(웨이퍼 반입)
조면화 기구(155)가, 예를 들면 베이스체(110)의 오목부(111) 내에 있어서의 후방측의 대기 위치(도 1에 나타내는 위치)에 위치하고, 또한 컵(130)이, 그 중심이 스핀 척(120)의 중심에 겹치는 기준 위치(도 1에 나타내는 위치)에 위치하는 상태에서, 조면화 처리 장치(100)의 외부의 반송 기구에 의해, 웨이퍼(W)가 조면화 처리 장치(100)로 반송된다. 웨이퍼(W)의 중심부가 스핀 척(120)의 상방에 위치하면, 지지 핀(123)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 지지한다. 그리고, 스핀 척(120)보다 높은 위치에 고정 척(135)이 위치하도록 컵(130)을 상승시킨 후, 지지 핀(123)을 하강시켜, 고정 척(135)에 당해 웨이퍼(W)를 전달하여, 웨이퍼(W)의 이면의 주연 영역을, 당해 고정 척(135)에 흡착 유지시킨다. 이어서, 웨이퍼(W)의 중앙부가 에어 나이프(125)보다 후방에 위치하도록, 컵(130)을 후방으로 이동시킨다.
(조면화)
이어서, 조면화 기구(155)를 전진시켜, 컵(130)의 내측으로 이동시킨다. 그리고, 조면화 기구(155)를 상승시켜, 조면화 기구(155)의 공전축(P2)이 웨이퍼(W)의 중심과 겹치는 상태에서 또한 조면화압 결정 공정에서 결정된 압력으로, 숫돌(157)을 웨이퍼(W)의 이면에 누르고, 이 후, 당해 조면화 기구(155)의 지지판(158)을 자전 및 공전시켜, 숫돌(157)에 의해 웨이퍼(W)의 중앙부를 조면화 처리한다. 지지판(158)의 자전 및 공전에 의해, 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부 내에 있어서의 각 부에 있어서는, 서로 상이한 방향으로부터 반복하여 숫돌(157)에 의한 찰과를 받아 홈이 형성된다.
(웨이퍼 반출)
상기 조면화 처리 후, 조면화 기구(155)의 지지판(158)의 자전 및 공전을 정지시키고, 조면화 기구(155)를 하강시켜, 숫돌(157)을 웨이퍼(W)의 이면으로부터 떼어 놓는다. 그리고, 조면화 기구(155)를 대기 위치로 후퇴시킨다.
이 후, 지지 핀(123)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 고정 척(135)으로부터 밀어 올리고, 전술한 반송 기구로 전달하여, 조면화 처리 장치(100)로부터 반출시킨다.
또한, 조면화 공정과 웨이퍼 반출 공정 사이에, 웨이퍼(W)의 중앙부의 세정 기구(156)에 의한 세정을 행하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 의하면, 조면화 처리 장치(100)를 이용하여 웨이퍼(W)의 이면의 중앙부에 대하여 조면화 처리를 행하고, 상기 중앙부에 홈을 형성함으로써, 웨이퍼(W)의 휨을 수정하고 있어, 웨이퍼(W)의 표면에 대한 처리가 필요없다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 표면에 영향을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 휨을 수정할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면, 조면화 처리 시의 조면화압과, 조면화 처리에 의한 이면측으로 오목한 방향으로의 웨이퍼(W)의 휨의 변화량에 상관이 있다고 하는 지견에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면측으로의 휨량에 따른 조면화압으로 조면화 처리를 행하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 적절히 평탄화할 수 있다.
특허 문헌 1의 웨이퍼(W)의 휨의 수정 방법에서는, 수십 μm의 휨이 있는 웨이퍼(W)를 평탄하게 하기 위해서는, 웨이퍼(W)를 수십 μm 단위로 제거해야 한다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 50 nm 이하의 미소한 돌기를 형성하는 것, 즉, 수십 nm단위로 웨이퍼(W)의 이면을 깎음으로써, 수십 μm의 휨이 있는 웨이퍼(W)를 평탄하게 할 수 있다. 따라서 본 실시 형태에 의하면, 웨이퍼(W)의 강도를 유지한 상태에서, 웨이퍼(W)의 휨을 수정할 수 있다.
[제 2 실시 형태]
도 9 및 도 10은 웨이퍼(W)의 다른 예를 나타내는 도로, 도 9는 웨이퍼(W)의 평면도이며, 웨이퍼(W) 내의 각 영역에 있어서의 기준면으로부터의 거리를 농담으로 나타내고 있고, 기준면보다 표면측으로의 돌출량이 클수록 진한 색으로 나타내고 있다. 도 10은 도 9의 실선(L) 부분의, 웨이퍼(W)의 각 영역에 있어서의 당해 영역의 기준면으로부터의 거리와, 당해 영역의 위치와의 관계를 나타내는 도이다.
도 9 및 도 10에 나타내는 웨이퍼(W)는, 표면측으로의 돌출된 형상을 가지고, 표면측으로의 돌출량이 큰 영역이, 웨이퍼(W)의 중앙 부분이 아닌, 구체적으로, 점선으로 둘러싸진 영역(A)이다.
제 1 실시 형태의 웨이퍼 처리는, 처리 대상의 웨이퍼(W)가, 도 8에 나타내는 바와 같이, 그 중심이 표면측으로 가장 돌출되어 있는 경우, 환언하면, 표면측으로의 돌출량이 큰 영역이 웨이퍼(W)의 중앙 부분인 경우에 행해지는 것이다. 처리 대상의 웨이퍼(W)가, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 표면측으로의 돌출하는 형상을 가지고, 표면측으로의 돌출량이 큰 영역이 웨이퍼(W)의 중앙 부분이 아닌 웨이퍼(W)의 주연부인 경우에는, 이하와 같은 웨이퍼 처리를 행한다.
(휨 분포 취득)
본 실시 형태의 웨이퍼 처리에서는, 조면화 처리 장치(100)의 제어부(180)는, 예를 들면 처리 대상의 웨이퍼(W) 내에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨의 분포의 정보, 환언하면, 처리 대상의 웨이퍼(W)의 각 영역에 있어서의 당해 영역의 기준면으로부터의 정보를 취득한다. 상기 웨이퍼(W)의 휨의 분포의 정보는, 미리 미도시의 기억부에 기억되어 있던 것을 제어부(180)가 추출하여 취득해도 되고, 조면화 처리 장치(100)의 내부 또는 외부에 있어서 거리 센서 등을 이용하여 웨이퍼(W)의 휨량을 실제로 계측 하고, 계측한 결과에 기초하여 제어부(180)가 작성하여 취득해도 된다. 상기 계측한 결과에 기초하여 조면화 처리 장치(100)의 외부에서 작성된 상기 분포의 정보를 제어부(180)가 당해 외부로부터 취득하도록 해도 된다.
(조면화 처리 영역 결정)
제어부(180)는 취득한 웨이퍼(W)의 휨의 분포의 정보에 기초하여, 조면화 처리를 행하는 웨이퍼(W)의 이면 내의 영역(이하, 조면화 처리 영역이라고 함)을 결정한다. 예를 들면, 웨이퍼(W) 내에 있어서 표면측으로의 돌출하는 형상을 가지고 또한 가장 돌출량이 크고 이 돌출량이 정해진 값 이상인 영역을 조면화 처리 영역으로 결정한다. 이하에서는, 도 9의 영역(A)이 조면화 처리 영역으로 결정된 것으로서 설명한다.
(휨량 취득)
이어서 제어부(180)는, 조면화 처리 영역의 웨이퍼(W)의 휨량의 정보를 취득한다. 당해 휨량은, 예를 들면 조면화 처리 영역에 있어서 가장 표면측으로 돌출된 부분의 휨량이며, 또한 조면화 처리 영역에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨량의 평균값이어도 된다. 또한, 휨량의 정보는 미리 기억되어 있어도 되고, 조면화 처리 장치(100)의 내부 또는 외부에 있어서 거리 센서 등을 이용하여 웨이퍼(W)의 휨량을 실제로 계측하고, 계측한 결과를 이용하도록 해도 된다.
(조면화압 결정)
제어부(180)는 취득한 상기 휨량의 정보에 기초하여, 조면화 처리 시의 조면화압을 결정한다.
또한, 상술한 휨 분포 취득 공정, 조면화 처리 영역 결정 공정, 휨량 취득 공정 및 조면화압 결정 공정은, 후술하는 웨이퍼 반송 공정의 전에 행해지도록 해도 되고, 후에 행해지도록 해도 되며, 병행하여 행해지도록 해도 된다.
(웨이퍼 반입 및 웨이퍼의 각도 조정)
조면화 기구(155)가, 예를 들면 베이스체(110)의 오목부(111) 내에 있어서의 후방측의 대기 위치에 위치하고, 또한 컵(130)이, 그 중심이 스핀 척(120)의 중심에 겹치는 기준 위치에 위치하는 상태에서, 조면화 처리 장치(100)의 외부의 반송 기구에 의해, 웨이퍼(W)가 조면화 처리 장치(100)로 반송된다. 웨이퍼(W)의 중심부가 스핀 척(120)의 상방에 위치하면, 지지 핀(123)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 지지한다. 그리고, 고정 척(135)보다 높은 위치에 스핀 척(120)이 위치한 상태에서, 지지 핀(123)을 하강시켜, 스핀 척(120)에 당해 웨이퍼(W)를 전달하고, 웨이퍼(W)의 중앙 영역을, 당해 스핀 척(120)에 흡착 유지시킨다.
이 후, 스핀 척(120)을 1 회전시켜, 웨이퍼(W)의 주연에 형성되어 있는 노치를 미도시의 노치 검출 기구로 검출한다. 그리고, 검출 결과에 기초하여, 스핀 척(120)을 회전시켜, 상기 노치가 정해진 방향을 향하도록 웨이퍼(W)의 방향/각도를 조정한다. 이에 의해, 전술한 웨이퍼(W)의 휨의 분포에 있어서의 좌표축과, 숫돌(157)의 구동 기구의 좌표축을 일치시킨다.
(조면화)
이어서, 조면화 기구(155)를 전진시켜, 컵(130)의 내측으로 이동시킨다. 그리고, 지지판(158)의 공전 및/또는 웨이퍼(W) 즉 스핀 척(120)의 회전을 행하게 하여, 조면화 기구의 자전축(P1)을 웨이퍼(W)의 영역(A)과 겹치는 위치에 위치시킨다. 그리고 이 상태에서, 조면화 기구(155)를 상승시켜, 조면화압 결정 공정에서 결정된 압력으로, 숫돌(157)을 웨이퍼(W)의 이면에 누르고, 이 후, 당해 조면화 기구(155)의 지지판(158)을 자전시키고, 또한 지지판(158)의 공전 및/또는 웨이퍼(W)의 정해진 범위에서의 왕복 회동을 행하여, 적어도 웨이퍼(W)의 이면의 영역(A)을 포함하는 영역을 숫돌(157)에 의해 조면화 처리한다. 지지판(158)의 자전, 그리고 지지판(158)의 공전 및/또는 웨이퍼(W)의 정해진 범위에서의 왕복 회동에 의해, 웨이퍼(W)의 영역(A)을 포함하는 영역에 있어서의 각 부에 있어서는, 서로 상이한 방향으로부터 반복하여 숫돌(157)에 의한 찰과를 받아 홈이 형성된다.
또한, 조면화 처리 영역이 웨이퍼(W)와 동심의 원환 형상 영역인 경우에는, 조면화 처리 시에 웨이퍼(W)는 연속 회전된다. 또한, 조면화 처리 영역이 웨이퍼(W)의 중앙 부분을 포함하는 경우, 당해 중앙부 부분의 조면화 처리 시에는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 웨이퍼(W)는 고정 척(135)에 의해 유지되고 연속 회전된다.
(웨이퍼 반출)
상기 조면화 처리 후, 조면화 기구(155)의 지지판(158)의 자전을 정지시키고, 또한 지지판(158)의 공전 및/또는 웨이퍼(W) 즉 스핀 척(120)의 회동을 정지시키고, 조면화 기구(155)를 하강시켜, 숫돌(157)을 웨이퍼(W)의 이면으로부터 떼어 놓는다. 그리고, 조면화 기구(155)를 대기 위치로 후퇴시킨다.
이 후, 지지 핀(123)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 스핀 척(120)으로부터 밀어 올려 전술한 반송 기구로 전달하여, 조면화 처리 장치(100)로부터 반출시킨다.
또한, 조면화 공정과 웨이퍼 반출 공정 사이에, 세정 기구(156)에 의한 웨이퍼(W)의 세정을 행하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 웨이퍼 처리에 의하면, 표면측으로의 돌출량이 큰 영역이 웨이퍼(W)의 중앙 부분이 아니라 웨이퍼(W)의 주연부인 웨이퍼(W)를 처리 대상으로 하는 경우라도, 웨이퍼(W)를 적절히 평탄화할 수 있다.
<제 1 및 제 2 실시 형태의 변형예>
이상의 예에서는, 조면화 처리 영역의 웨이퍼(W)의 휨량에 따른 조면화압으로 조면화 처리를 행하고 있었다. 본 발명자의 검토에 따르면, 조면화 처리 조건에 있어서, 조면화 처리에 대한 웨이퍼(W)의 휨의 변화와 상관이 있는 것은 조면화압만은 아니다.
도 11은 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 속도, 보다 구체적으로 중심 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 속도와, 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량과의 사이에 상관이 있는 것을 나타내는 도이다.
본 발명자는, 중심 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 속도를 웨이퍼(W)마다 상이하게 하여, 중심 조면화 처리 및 외주 조면화 처리를 복수의 평탄한 웨이퍼(W)에 행하고, 또한 양 처리 전의 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨과, 양 처리 후의 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨을 측정했다. 도 11에는, 중심 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 속도와, 상기 양 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량과의 관계가 나타나 있다.
도 11의 횡축은, 중심 조면화 처리 시의 공전 속도를 나타내며, 종축은, 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량으로서 각 웨이퍼(W) 내에서 최대의 것을 나타낸다. 또한, 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량이 큰 것일수록, 웨이퍼(W)의 이면측으로의 휨이 보다 커진 것을 나타낸다.
또한, 도 11의 상관을 얻었을 때의, 상기 공전 속도 이외의 각 처리 조건은 이하와 같다. 중심 조면화 처리 시의 지지판(158)의 자전 회전 속도, 조면가압은 각각, 1 rpm, 0.5 N이며, 외주 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 회전 속도, 웨이퍼 회전 속도 및 조면화압은 각각, 1 rpm, 600 rpm, 0.5 N이었다.
중심 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 속도를 웨이퍼(W)마다 상이하게 한 경우, 도시는 생략하지만, 모든 웨이퍼(W)에 있어서, 조면화 처리 후의 웨이퍼(W)의 형상은, 웨이퍼(W)의 이면측으로 오목한 오목 형상으로 되어 있고, 조면화 처리 전후에서 가장 웨이퍼(W)의 휨의 변화량이 큰 영역은 웨이퍼(W)의 중심 부근이었다.
또한 도 11에 나타내는 바와 같이, 중심 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 속도와 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 최대 변화량은, 상기 공전 속도가 커지면 상기 최대 변화량이 증가하는 상관 관계에 있다.
이것으로부터, 조면화 처리 장치(100)를 이용한 조면화 처리 시의 지지판(158)의 공전 속도와, 이면측으로 오목한 방향으로의 웨이퍼(W)의 휨의 변화량에 상관이 있는 것은 명백하다.
따라서, 전술한 웨이퍼 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따른 조면화압으로 조면화 처리를 행하는 것 대신에, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따른 지지판(158)의 공전 속도로 조면화 처리를 행하도록 해도 된다. 이 경우에도, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 관계없이, 웨이퍼(W)를 적절히 평탄화할 수 있다.
웨이퍼(W)와 숫돌(157)과의 상대적인 미끄러지는 방향 속도를 발생시키는 관점에서, 지지판(158)의 공전 속도뿐 아니라, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 조정해도 된다. 즉, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따른 지지판(158)의 공전 속도로 조면화 처리를 행하는 것 대신에, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따른 웨이퍼(W)의 회전 속도로 조면화 처리를 행해도 되고, 또한 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따른 지지판(158)의 공전 속도 및 웨이퍼(W)의 회전 속도로 조면화 처리를 행해도 된다.
<제 1 및 제 2 실시 형태의 다른 변형예>
본 발명자의 검토에 의하면, 조면화 처리 조건에 있어서, 조면화 처리에 대한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량과 상관이 있는 것은, 조면화압 및 지지판(158)의 공전 속도 만은 아니다.
도 12는 조면화 처리 시의 숫돌(157)의 입도(번수) 즉 표면 거칠기, 보다 구체적으로 조면화 처리 시의 숫돌(157)의 번수와, 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 변화량과의 사이에 상관이 있는 것을 나타내는 도이다.
본 발명자는 숫돌(157)의 번수를 웨이퍼(W)마다 상이하게 하여, 외주 조면화 처리를 복수의 평탄한 웨이퍼(W)에 행하고, 또한 당해 처리 전의 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨과, 당해 처리 후의 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 웨이퍼(W)의 휨을 측정했다. 도 12에는 외주 조면화 처리 시의 숫돌(157)의 번수와, 당해 처리에 의한 웨이퍼(W)의 이면측으로의 휨의 변화량과의 관계가 나타나 있다. 도 12의 횡축은, 외주 조면화 처리 시의 숫돌(157)의 번수를 나타내며, 종축은, 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 조면화 처리에 의한 웨이퍼 이면측으로의 휨의 변화량으로서 각 웨이퍼(W) 내에서 최대의 것을 나타낸다. 또한, 도 12의 상관을 얻었을 때에 있어서, 번수가 500 번, 2000 번, 30000 번, 60000 번의 숫돌(157)이 이용되고, 숫돌(157)의 번수 이외의 각 처리 조건은 공통으로 했다.
외주 조면화 처리 시의 숫돌(157)의 번수를 웨이퍼(W)마다 상이하게 한 경우, 도시는 생략하지만, 모든 웨이퍼(W)에 있어서, 조면화 처리 후의 웨이퍼(W)의 형상은, 웨이퍼(W)의 이면측으로 오목한 오목 형상으로 되어 있고, 조면화 처리 전후에서 가장 웨이퍼(W)의 휨의 변화량이 큰 영역은 웨이퍼(W)의 중심 부근이었다.
또한 도 12에 나타내는 바와 같이, 외주 조면화 처리 시의 숫돌(157)의 번수와, 외주 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨의 최대 변화량은, 상기 번수가 작아지면 상기 최대 변화량이 증가하는 상관 관계에 있었다. 환언하면, 숫돌(157)의 표면 거칠기와 상기 최대 변화량은, 상기 표면 거칠기가 커지면 상기 최대 변화량이 증가하는 상관 관계에 있었다.
이것으로부터, 조면화 처리 장치(100)를 이용한 외주 조면화 처리 시의 숫돌의 번수 즉 표면 거칠기와, 이면측으로 오목한 방향으로의 웨이퍼(W)의 휨의 변화량에 상관이 있는 것은 명백하다.
또한 도시는 생략하지만, 중심 조면화 처리 시에도 동일한 결과가 얻어졌다.
따라서, 전술한 웨이퍼 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따른 조면화압으로 조면화 처리를 행하는 것 대신에, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따른 표면 거칠기의 숫돌(157)로 조면화 처리를 행하도록 해도 된다. 이 경우도, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 관계없이, 웨이퍼(W)를 적절히 평탄화할 수 있다. 또한, 서로 번수가 상이한 복수의 숫돌(157)을 회전 기구(152) 상에 마련해 두면, 회전 기구(152)의 스테이지를 회전시킴으로써, 조면화 처리에 이용하는 숫돌(157)의 번수를 바꿀 수 있다.
또한, 숫돌(157)의 번수가 클수록(즉 숫돌(157)의 표면의 연마용 입자가 미세할수록), 동일 조건 하에서의 조면화 처리에 의한 결과는, 웨이퍼(W)의 이면에 생기는 홈(흠집)은 미세하며 또한 얕은 것이 되기 쉽다. 한편, 숫돌(157)의 번수가 작을수록(즉 숫돌(157)의 표면의 연마용 입자가 클수록), 동일 조건 하에서의 조면화 처리에 의한 결과는, 웨이퍼(W)의 이면에 생기는 홈은 굵고 깊은 것이 되기 쉽다.
<제 2 실시 형태의 변형예>
제 2 실시 형태의 웨이퍼 처리에서는, 웨이퍼(W) 내에 있어서 표면측으로 돌출된 형상을 가지는 영역으로서 이 돌출량이 정해진 값 이상인 영역을 조면화 처리 영역으로 하고 있었다.
웨이퍼(W) 내에 있어서 표면측으로 돌출된 형상을 가지는 영역으로서 이 돌출량이 정해진 양 이상인 영역이 복수 존재하는 경우에는, 그 복수의 영역 모두를 조면화 처리 영역으로 해도 된다.
또한, 조면화 처리 영역을 복수로 하는 경우에는, 각 영역에서 조면가압 등의 조면화 처리 조건을 상이하게 해도 된다.
또한, 조면화 처리 영역이 복수인 경우, 예를 들면 표면측으로의 돌출량이 큰 영역으로부터 차례로 행해진다.
<제 2 실시 형태의 다른 변형예>
도 13 및 도 14는 웨이퍼(W)의 다른 예를 나타내는 도로서, 도 13과 도 14는 상이한 웨이퍼(W)의 모습을 나타내고 있다. 또한, 도 13 및 도 14는 웨이퍼(W)의 중심을 포함하는 정해진 부분의 단면에 있어서의, 각 영역에서의 당해 영역의 기준면으로부터의 거리와, 당해 영역의 위치와의 관계를 나타내는 도이다.
전술한 예에서는, 웨이퍼(W) 면내에 있어서 표면 방향으로 돌출되는 형상을 가지는 영역을 조면화 처리 영역으로 하고 있었다. 조면화 처리 영역은 이 예에 한정되지 않고, 도 13에 나타내는 바와 같이 이면 방향으로 돌출되는 형상을 가지는 영역(A11)이라도, 당해 영역(A11)의 기준점으로부터의 이면측으로의 돌출량이 정해진 값 이하이며, 당해 영역(A11)에 인접하는 영역(A12)이 표면 방향으로 돌출되는 형상을 가지고, 이 돌출량이 정해진 값 이상인 경우에는, 당해 영역(A11)을 조면화 처리 영역으로 해도 된다.
영역(A11)을 조면화 처리함으로써, 당해 영역(A11)은 조면화 처리에 의해 이면측으로의 돌출량이 증가하지만, 인접하는 영역(A12)의 표면측으로의 돌출량을 줄이고, 또한 이면측으로 돌출되어 있는 영역(A11)의 외주단의 돌출량을 줄여, 웨이퍼(W) 전체에서 그 휨량이 허용 범위 내에 들어가도록 할 수 있다.
또한 도 14에 나타내는 바와 같이, 표면 방향으로도 이면 방향으로도 돌출되어 있지 않은 영역(A21)이라도, 당해 영역(A21)에 인접하는 영역(A22)이 표면 방향으로 돌출되는 형상을 가지고 이 돌출량이 정해진 값 이상인 경우에는, 당해 영역(A21)을 조면화 처리 영역으로 해도 된다.
영역(A21)을 조면화 처리함으로써, 당해 영역(A21)은 이면 방향으로 돌출된 형상을 가지게 되지만, 인접하는 영역(A22)의 표면측으로의 돌출량을 줄여, 웨이퍼(W) 전체에서 그 휨량이 허용 범위 내에 들어가도록 할 수 있다.
또한 이상의 예에서는, 웨이퍼(W)의 이면의 일부분만을 조면화 처리하고 있었지만, 웨이퍼(W)의 중앙 부분만이 표면 방향으로 돌출되는 형상인 경우에는, 웨이퍼(W)의 이면 전체를 조면화 처리하도록 해도 된다.
<외주 조면화 처리에 의한 기판의 휨 수정의 다른 예>
본 발명자는 직경이 300 mm인 복수의 평탄한 웨이퍼(W)에 대하여, 이하와 같은 처리 조건 1 ~ 3으로 외주 조면화 처리를 행하고, 또한 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 당해 처리 후의 휨량을 산출했다.
(처리 조건 1) 처리 개시 시의 공전축(P2)의 위치 : 웨이퍼(W)의 중심으로부터 70 mm, 숫돌(157)의 번수 : 2000 번
(처리 조건 2) 처리 개시 시의 공전축(P2)의 위치 : 웨이퍼(W)의 중심으로부터 96 mm, 숫돌(157)의 번수 : 2000 번
(처리 조건 3) 처리 개시 시의 공전축(P2)의 위치 : 웨이퍼(W)의 중심으로부터 122 mm, 숫돌(157)의 번수 : 2000 번
즉, 본 발명자는 웨이퍼(W)마다 공전축(P2)의 위치를 상이하게 하여, 번수가 2000 번인 숫돌(157)에 의한 외주 조면화 처리를 행하여, 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 당해 처리 후의 휨량을 산출했다. 도 15는 외주 조면화 처리 개시 시의 공전축(P2)의 위치와, 처리에 의한 웨이퍼(W)의 이면측으로의 휨량과의 관계를 나타내는 도이다. 도 15 ~ (C)는 각각, 상기 조건 1 ~ 3에 대한 것이다.
또한, 본 발명자는 직경이 300 mm인 평탄한 웨이퍼(W)에 대하여, 이하의 처리 조건 4로 외주 조면화 처리를 행하고, 또한 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 당해 처리 후의 휨량을 산출했다. 도 16은 상기 휨량의 웨이퍼(W) 내에서의 분포를 나타내는 도이다.
(처리 조건 4) 처리 개시 시의 공전축(P2)의 위치 ; 웨이퍼(W)의 중심으로부터 70 mm, 숫돌(157)의 번수 : 60000 번
또한, 본 발명자는 직경이 300 mm인 평탄한 웨이퍼(W)에 대하여, 상기 처리 조건 2로의 외주 조면화 처리와 상기 처리 조건 4로의 외주 조면화 처리를 이 순으로 연속하여 행하고, 또한 웨이퍼(W) 상의 각 영역에 있어서의 당해 처리 후의 휨량을 산출했다. 도 17은 상기 휨량의 웨이퍼(W) 내에서의 분포를 나타내는 도이다.
도 15 ~ 도 17의 종축은, 각 외주 조면화 처리 후의 웨이퍼(W)의 휨량을 나타내며, 웨이퍼(W)가 이면측으로 오목한 방향으로 휘었을 때에는 값이 음이 된다. 횡축은, 상기 휨량 각각이 얻어진 부분의 위치를 나타내며, 웨이퍼(W)의 중심을 기준점으로 하고 있다. 또한, 도 15 ~ 도 17의 결과가 얻어졌을 때의 외주 조면화 처리에서는, 웨이퍼(W)를 연속적으로 회전시키고, 또한 공전축(P2)의 위치는 당해 처리 개시 시의 위치로부터 등속으로 외측으로 이동하도록 하여, 숫돌(157)의 외주부가 웨이퍼(W)의 가장자리에 이르렀을 때에 처리 종료로 했다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 휨량의 최대값이, 처리 조건 1에서는 200 μm, 처리 조건 2에서는 112 μm, 처리 조건 3에서는 55 μm였다. 이것으로부터, 외주 조면화 처리 개시 시의 공전축(P2)의 위치와, 웨이퍼(W)의 이면측으로의 휨량은, 외주 조면화 처리 개시 시의 공전축(P2)의 위치가 중심에 가까울수록, 웨이퍼(W)의 이면측으로의 휨량이 커지는 관계에 있는 것을 알 수 있다.
또한 도 15의 (B), 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 휨량의 최대값은, 처리 조건 2에서는 112 μm, 처리 조건 4에서는 19 μm였다. 그리고, 처리 조건 2, 처리 조건 4의 순으로 연속한 처리한 경우의 휨량의 최대값은 131 μm이며, 처리 조건 2에서의 휨량의 최대값과, 처리 조건 4에서의 휨량의 최대값의 합과 대략 동일한 것으로 되어 있었다.
따라서, 이하와 같은 것을 말할 수 있다.
(A) 조면화 처리의 개시 위치 즉 처리 영역의 조건과, 숫돌(157)의 번수(표면 거칠기)의 조건과의 조합에 의해, 원하는 휨 변화량이 얻어진다.
(B) 숫돌(157)의 번수 등이 서로 상이한 복수의 처리 조건을 연속하여 행함으로써, 원하는 휨 변화량이 얻어진다.
즉,
(a) 웨이퍼 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따라, 처리 영역의 조건과 숫돌(157)의 번수의 조건과의 조합 등의, 처리 조건의 조합을 변경하여, 조면화 처리를 행하도록 해도 되고, 또한
(b) 웨이퍼 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따라, 숫돌(157)의 번수 등이 서로 상이한 복수의 처리 조건으로의 조면화 처리를 연속하여 행하도록 해도 된다.
그런데, 큰 조면화압이 가해진 경우, 당해 조면화압에 의해 웨이퍼(W)에 휨이 부여되는 경우도 있지만, 이 경우, 연마에 의해 원하는 흠집이 생기지 않아, 원하는 휨 변화량이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 따라서, 연마압을 정해진 임계치 이하로 하면서, 상기 (a), (b) 등의 방법을 이용함으로써, 원하는 휨 변화량을 보다 확실하게 얻을 수 있다.
또한 상기 (a)와 같이, 처리 조건의 조합을 변경하여 조면화 처리를 행하여 원하는 휨 변화량을 얻는 경우, 처리 조건은 예를 들면 이하와 같이 제어부(180)에 의해 결정된다.
숫돌(157)의 번수로 흠집의 생기는 방식, 즉, 대응 가능한 휨량의 범위가 대략 정해지므로, 번수가 상이한 복수의 숫돌(157)을 가지는 경우, 먼저, 숫돌(157)의 번수가 결정된다. 이어서, 그 숫돌(157)에 맞는 조면화압과 공전 속도가 결정된다. 그리고, 연마압이 상술한 임계치를 초과하는 등, 결정된 조면화압 또는 공전 속도의 처리 조건이 바람직하지 않은 경우, 또는 예상 휨 변화량과 목표의 휨 변화량과의 차를 무시할 수 없는 경우(전자의 경우에는, 바람직한 범위에서 보다 가까운 조건이 선택되고 또한), 연마 개시 위치가 변경된다. 연마 개시 위치의 변경 대신에, 복수의 처리 조건으로의 조면화 처리가 행해지도록, 제어부(180)가 결정되도록 해도 된다.
또한 본 예와 같이, 숫돌(157)의 번수(표면 거칠기)가 상이한 복수의 처리 조건을 연속하여 행하는 경우에는, 번수가 큰(표면 거칠기가 미세한) 조건을 먼저 행하는 편이 바람직하다. 왜냐하면, 전술한 바와 같이 숫돌(157)의 번수가 작을수록, 웨이퍼(W)에 생기는 흠집도 굵고 깊은 것이 되기 쉽다. 그리고, 먼저 번수가 작은 처리 조건으로 조면화 처리를 행하면, 폭이 굵고 깊은 흠집이 생겨, 그 후에 번수가 큰 숫돌(157)에 의한, 폭이 작고 얕은 흠집이 생기기 어렵기 때문에, 원하는 휨 변화량을 얻기 어려워지기 때문이다.
또한, 숫돌(157)의 번수와 조면화 처리 영역의 조합된 처리 조건에 대하여 말했지만, 이에 한정되지 않고, 전술한 연마압, 또는 웨이퍼(W) 또는 숫돌의 회전 속도를 조합한 조건으로 원하는 휨 변화량을 얻도록 해도 된다.
또한 도 15의 결과로부터, 조면화 처리의 개시 위치 즉 처리 영역의 조건과, 외주 조면화 처리에 의한 웨이퍼(W)의 휨 변화량에 상관이 있는 것은 명백하다.
따라서, 전술한 웨이퍼 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 따라, 외주 조면화 처리의 개시 위치를 변경하도록 해도 된다. 이 경우, 숫돌(157)의 번수 또는 연마압을 바꾸지 않아도, 웨이퍼(W)의 휨의 크기에 관계없이, 당해 웨이퍼(W)를 적절히 평탄화할 수 있다.
이어서, 상술한 조면화 처리 장치(100)를 탑재한 반도체 제조 장치에 대하여 설명한다.
도 18은 상기 반도체 제조 장치의 일례인 도포 현상 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 나타내는 설명도이다. 도 19 및 도 20은 각각 도포 현상 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 나타내는 정면도와 배면도이다.
도포 현상 처리 시스템(1)은, 도 18에 나타내는 바와 같이 예를 들면 외부와의 사이에서 카세트(C)가 반입반출되는 카세트 스테이션(2)과, 레지스트 도포 처리 및 PEB 등의 정해진 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)과, 처리 스테이션(3)에 인접하는 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 인터페이스 스테이션(5)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.
카세트 스테이션(2)은, 예를 들면 카세트 반입반출부(10)와 웨이퍼 반송부(11)로 나누어져 있다. 예를 들면 카세트 반입반출부(10)는, 도포 현상 처리 시스템(1)의 Y 방향 부방향(도 18의 좌방향)측의 단부에 마련되어 있다. 카세트 반입반출부(10)에는 카세트 배치대(12)가 마련되어 있다. 카세트 배치대(12) 상에는 복수, 예를 들면 4 개의 배치판(13)이 마련되어 있다. 배치판(13)은 수평 방향의 X 방향(도 18의 상하 방향)으로 일렬로 배열되어 마련되어 있다. 이들 배치판(13)에는, 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(C)를 반입반출할 시에, 카세트(C)를 배치할 수 있다.
웨이퍼 반송부(11)에는, 도 18에 나타내는 바와 같이 X 방향으로 연장되는 반송로(20) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(21)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(21)는 상하 방향 및 연직축 둘레(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 배치판(13) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제 3 블록(G3)의 전달 장치와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(3)에는 각종 장치를 구비한 복수, 예를 들면 제 1 ~ 제 4의 4 개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 마련되어 있다. 예를 들면 처리 스테이션(3)의 정면측(도 18의 X 방향 부방향측)에는 제 1 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 18의 X 방향 정방향측)에는 제 2 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 카세트 스테이션(2)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는 제 3 블록(G3)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 인터페이스 스테이션(5)측(도 18의 Y 방향 정방향측)에는 제 4 블록(G4)이 마련되어 있다.
제 1 블록(G1)에는, 도 19에 나타내는 바와 같이 복수의 액 처리 장치, 예를 들면 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리 장치(30), 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 장치(31)가 아래로부터 이 순으로 배치되어 있다.
예를 들면 현상 처리 장치(30), 레지스트 도포 장치(31)는, 각각 수평 방향으로 3 개 배열되어 배치되어 있다. 또한, 이들 현상 처리 장치(30), 레지스트 도포 장치(31)의 수 및 배치는 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 처리 장치(30), 레지스트 도포 장치(31)에서는, 예를 들면 웨이퍼(W) 상에 정해진 처리액을 도포하는 스핀 코팅이 행해진다. 스핀 코팅에서는, 예를 들면 도포 노즐로부터 웨이퍼(W) 상에 처리액을 토출하고, 또한 웨이퍼(W)를 회전시켜, 처리액을 웨이퍼(W)의 표면으로 확산시킨다.
예를 들면 제 2 블록(G2)에는, 도 20에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(W)의 가열 또는 냉각과 같은 열 처리를 행하는 열 처리 장치(40), 및 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 장치(41)가 상하 방향과 수평 방향으로 배열되어 마련되어 있다. 이들 열 처리 장치(40), 주변 노광 장치(41)의 수 및 배치에 대해서도 임의로 선택할 수 있다.
예를 들면 제 3 블록(G3)에는, 복수의 전달 장치(50)가 마련되고, 전달 장치(50)의 상방에는 조면화 처리 장치(100) 및 휨 측정 장치(200)가 아래로부터 차례로 마련되어 있다. 휨 측정 장치(200)는, 미도시의 거리 센서 등을 이용하여 웨이퍼(W)의 각 영역에 있어서의 당해 영역의 웨이퍼(W)의 휨량을 측정한다.
또한, 제 4 블록(G4)에는 복수의 전달 장치(60)가 마련되어 있다.
도 18에 나타내는 바와 같이 제 1 블록(G1) ~ 제 4 블록(G4)으로 둘러싸인 영역에는 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는 예를 들면 웨이퍼 반송 장치(70)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들면 Y 방향, 전후 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(70a)을 가지고 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는 웨이퍼 반송 영역(D) 내를 이동하여, 주위의 제 1 블록(G1), 제 2 블록(G2), 제 3 블록(G3) 및 제 4 블록(G4) 내의 정해진 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는 예를 들면 도 20에 나타내는 바와 같이 상하로 복수 대 배치되어, 예를 들면 각 블록(G1 ~ G4)의 동일한 정도의 높이의 정해진 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역(D)에는 제 3 블록(G3)과 제 4 블록(G4) 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(71)가 마련되어 있다.
셔틀 반송 장치(71)는, 예를 들면 도 20의 Y 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(71)는 웨이퍼(W)를 지지한 상태로 Y 방향으로 이동하여, 동일한 정도의 높이의 제 3 블록(G3)의 전달 장치(50)와 제 4 블록(G4)의 전달 장치(60)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 18에 나타내는 바와 같이 제 3 블록(G3)의 X 방향 정방향측에는 웨이퍼 반송 장치(72)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(72)는 예를 들면 전후 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(72a)을 가지고 있다. 웨이퍼 반송 장치(72)는 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 상하로 이동하여, 제 3 블록(G3) 내의 각 전달 장치(50)로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(5)에는 웨이퍼 반송 장치(73)와 전달 장치(74)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(73)는 예를 들면 Y 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(73a)을 가지고 있다. 웨이퍼 반송 장치(73)는 예를 들면 반송 암(73a)에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제 4 블록(G4) 내의 각 전달 장치(60), 전달 장치(74) 및 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 18에 나타내는 바와 같이 제 1 블록(G1) ~ 제 4 블록(G4)으로 둘러싸인 영역에는 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는 예를 들면 Y 방향, X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(70a)을 가지는 웨이퍼 반송 장치(70)가 복수 배치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는 웨이퍼 반송 영역(D) 내를 이동하여, 주위의 제 1 블록(G1), 제 2 블록(G2), 제 3 블록(G3) 및 제 4 블록(G4) 내의 정해진 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
이상의 도포 현상 처리 시스템(1)에는, 도 18에 나타내는 바와 같이 제어부(180)에 접속되어 있다. 제어부(180)는 조면화 처리 장치(100)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리뿐 아니라, 도포 현상 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리를 제어한다. 도포 현상 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리를 제어하는 프로그램은, 조면화 처리 장치(100)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리를 제어하는 프로그램과 마찬가지로 프로그램 저장부에 저장되어 있다.
이어서, 이상과 같이 구성된 도포 현상 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼 처리에 대하여 설명한다.
먼저, 웨이퍼 반송 장치(21)에 의해, 카세트 배치대(12) 상의 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 전달 장치(50)로 반송된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 열 처리 장치(40)로 반송되고 온도 조절 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 1 블록(G1)의 레지스트 도포 장치(31)로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 이 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열 처리 장치(40)로 반송되어, 프리베이크 처리된다.
이어서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 주변 노광 장치(41)로 반송되어, 주변 노광 처리된다. 이 후, 웨이퍼는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(50)로 반송된다.
이어서, 웨이퍼(W)는, 셔틀 반송 장치(71)에 의해 제 4 블록(G4)의 전달 장치(60)로 반송된다.
이 후, 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(5)의 웨이퍼 반송 장치(73)에 의해 노광 장치(4)로 반송되어, 정해진 패턴으로 노광 처리된다.
이어서, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(73)에 의해 제 4 블록(G4)의 전달 장치(60)로 반송된다. 이 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해, 제 3 블록(G3)의 휨 측정 장치(200)로 반송되어, 당해 휨 측정 장치(200)에 의해 당해 웨이퍼(W)의 휨에 관한 정보가 취득된다. 이어서, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(72)에 의해 동일한 제 3 블록(G3)의 조면화 처리 장치(100)로 반송된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 상기 휨에 관한 정보에 기초하여 정해진 조면화 처리 영역에 대하여, 상기 휨에 관한 정보에 기초하여 정해진 조면화 처리 조건으로 조면화 처리가 행해져, 웨이퍼(W)의 휨이 수정된다. 그리고, 휨이 수정된 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열 처리 장치(40)로 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 현상 처리 장치(30)로 반송되어, 현상된다. 현상 종료 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열 처리 장치(40)로 반송되어, 포스트베이크 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 배치판(13) 상의 카세트(C)로 반송되어, 일련의 웨이퍼 처리가 완료된다.
또한, 조면화 처리 장치(100) 및 휨 측정 장치(200)는 인터페이스 스테이션(5)에 마련하도록 해도 된다. 또한, 웨이퍼(W)의 휨의 수정은, 상술한 예에서는, 노광 처리 후로서 노광 후 베이크 처리 전에 행해지고 있었지만, 노광 처리 전, 또는 포스트베이크 처리 전 등에 행해도 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
100 : 조면화 처리 장치
120 : 스핀 척
130 : 컵
135 : 고정 척
155 : 조면화 기구
157 : 숫돌
200 : 휨 측정 장치
1 : 도포 현상 처리 시스템
P1 : 자전축
P2 : 공전축

Claims (11)

  1. 기판의 휨을 수정하는 휨 수정 방법으로서,
    상기 기판의 이면을 조면화 처리 가능하게 구성된 조면화 처리 장치를 이용하여 상기 기판의 이면에 대하여 상기 조면화 처리를 행하고, 상기 이면에 홈을 형성하여 상기 기판의 휨을 수정하는 조면화 공정을 포함하는, 기판의 휨 수정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조면화 처리 장치는,
    상기 기판의 이면에 있어서의 중앙부와는 겹치지 않는 영역을 수평으로 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 기판의 이면에 있어서의 중앙부를 수평으로 유지하고, 연직축 둘레로 상기 기판을 회전시키는 제 2 유지부와,
    상기 기판의 이면을 슬라이드 이동하여 처리를 행하기 위하여 연직축 둘레로 자전하는 슬라이드 이동 부재와,
    자전 중인 상기 슬라이드 이동 부재를 연직인 공전축 둘레로 공전시키는 공전 기구와,
    상기 기판과 상기 공전축과의 상대 위치를 수평 방향으로 이동시키기 위한 상대 이동 기구를 구비하는, 기판의 휨 수정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조면화 공정은, 상기 기판의 휨량에 따른 연마압으로 상기 조면화 처리를 행하는, 기판의 휨 수정 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 조면화 공정은, 상기 기판의 휨량에 따른 상기 공전 기구에 의한 상기 슬라이드 이동 부재의 공전 속도로, 상기 조면화 처리를 행하는, 기판의 휨 수정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조면화 처리 장치는,
    상기 기판의 이면을 슬라이드 이동하여 처리를 행하기 위하여 연직축 둘레로 회전하는 슬라이드 이동 부재를 구비하고,
    상기 휨 수정 방법은,
    상기 조면화 공정은, 상기 기판의 이면과의 접촉면이 상기 기판의 휨량에 따른 표면 거칠기를 가지는 상기 슬라이드 이동 부재로, 상기 조면화 처리를 행하는, 기판의 휨 수정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 표면 거칠기가 서로 상이한 복수의 상기 슬라이드 이동 부재를 상기 표면 거칠기가 작은 편부터 차례로 이용하여, 상기 조면화 처리를 행하는, 기판의 휨 수정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 내에 있어서의 상기 기판의 휨의 분포의 정보에 기초하여 정해지는 처리 영역에, 상기 조면화 처리를 행하는, 기판의 휨 수정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 처리 영역은 상기 기판의 표면측으로 돌출된 형상의 영역을 포함하는, 기판의 휨 수정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 처리 영역은 기판의 표면측으로 돌출된 형상의 영역에 인접한 영역을 포함하는, 기판의 휨 수정 방법.
  10. 기판의 휨을 수정하는 휨 수정 방법을 조면화 처리 장치에 의해 실행시키도록, 상기 조면화 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 독해 가능한 컴퓨터 기억 매체로서,
    상기 휨 수정 방법은,
    상기 기판의 이면을 조면화 처리 가능하게 구성된 조면화 처리 장치를 이용하여 상기 기판의 이면에 대하여 상기 조면화 처리를 행하고, 상기 이면에 홈을 형성하여, 상기 기판의 휨을 수정하는 조면화 공정을 포함하는 컴퓨터 기억 매체.
  11. 기판의 휨을 수정하는 휨 수정 장치로서,
    상기 기판의 이면에 대하여 조면화 처리를 행하고, 상기 이면에 홈을 형성하여, 상기 기판의 휨을 수정하는 것으로,
    상기 기판의 이면을 슬라이드 이동하여 처리를 행하기 위하여 연직축 둘레로 회전하는 슬라이드 이동 부재와,
    상기 슬라이드 이동 부재에 관한 구동부와,
    상기 기판의 휨량에 따른 연마압으로의 상기 슬라이드 이동 부재에 의한 상기 조면화 처리, 상기 기판의 휨량에 따른 회전 속도로 회전하는 상기 슬라이드 이동 부재에 의한 상기 조면화 처리, 상기 기판의 이면과의 접촉면이 상기 기판의 휨량에 따른 표면 거칠기를 가지는 상기 슬라이드 이동 부재에 의한 상기 조면화 처리, 상기 기판 내에 있어서의 상기 기판의 휨의 분포의 정보에 기초하여 정해지는 처리 영역에의 상기 조면화 처리 중 적어도 어느 하나가 실행되도록, 상기 구동부를 제어하도록 구성된 제어부를 가지는 기판 휨 수정 장치.
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